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17 ottobre 2019, Regione Lombardia,
IV Commissione: Attività produttive, istruzione, formazione e occupazione
Transizione energetica nella mobilità: una visione di sistema
Amministratore Delegato di RSE SpA
Prof. Maurizio Delfanti
Ricerca sul Sistema Energetico – RSE SpA svolge attività di ricerca applicata nel settore elettro-energetico È una società per azioni interamente a capitale pubblico, parte del Gruppo GSE. L’organico è costituito da 320 dipendenti distribuiti nelle due sedi di Milano e Piacenza.
Strumenti di finanziamento
• Accordo di Programma con il MiSE (Ricerca di Sistema)
• Partecipazione a progetti europei
• Esecuzione di studi, ricerche, servizi specialistici e consulenze per Istituzioni e terzi
RSE – CHI SIAMO?
MOBILITÀ ELETTRICA
PERCHÉ?
• Tema fortemente dibattuto e opinioni contrastanti
Quantificazione numerica elemento di base delle scelte di policy/regolazione/normazione
• Molteplici effetti della transizione
Effetti sulla qualità dell’aria
Effetti climalteranti
Scenari PNIEC
Punti Vendita Carburante
Transizione nel trasposto
Passeggeri e Merci
EFFETTI AMBIENTALI: ANDANDO PIÙ A FONDO
La quantificazione degli effetti deve considerare:
Le emissioni dei trasporti come parte dei complessivi processi
che determinano la qualità dell’aria a livello nazionale e urbano;
Come: analizzare la situazione attuale e valutare gli effetti di possibili interventi
o scenari, simulando il processo tramite sistemi modellistici
Variazione dei
mezzi/modalità di
spostamento
Variazione delle
concentrazioni di
inquinanti
Variazione delle
emissioni
Impatto sulla salute dei
cittadini
Il confronto dell’impatto ambientale lungo tutto il ciclo di vita del veicolo,
secondo un approccio di Life Cycle Assessment.
Cosa si analizza: approvvigionamento materie prime, produzione veicolo e batterie,
produzione dei vettori energetici, utilizzo auto, consumo strada, dismissione.
QUALITÀ DELL’ARIA E SCENARI DI MOBILITÀ:
ANALISI SU SCALA URBANA
Confronto tra situazione attuale e 2 scenari di intervento sulla mobilità milanese
• Scenario A: 20% di elettrificazione della flotta
• Scenario B: 20% di elettrificazione della flotta + politiche pro TPL e mobilità ciclo-pedonale
Dettaglio fino a 20 m
(visibili archi stradali)
Effetti sensibili sulla
concentrazione media annua
di NOx
(sino a 10-15% di riduzione)
Importante sinergia tra
mobilità elettrica e TPL
Effetti Scenario A Effetti Scenario B
EMISSIONI CLIMALTERANTI DEI DIVERSI POWERTRAIN
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Veicolo a batteria Mix Italia
Veicolo a gas. Solo biometano
Veicolo a batteria Solo FV
LCA – CONFRONTO IN TERMINI DI COSTI ESTERNI
Trasposizione degli impatti in un indicatore economico sintetico tramite funzioni di monetizzazione
• Confronto tra i costi esterni delle 3 motorizzazioni dovuti a:
• emissioni climalteranti, e
• emissioni inquinanti.
Confronto:
• Elettrica: 12 €/1.000 km
• Benzina: 21 €/1.000 km
• Diesel: 24 €/1.000 km
Le migliori prestazioni dei
motori endotermici in
ambito extraurbano
riducono lo scarto
Diesel urbano Elettrica urbano Benzina urbano Diesel
extraurbano Elettrica
extraurbano Benzina
extraurbano
Girardi P., Brambilla C., Mela G.: “Life Cycle Air Emission External Cost Assessment for comparing Electric and traditional passenger cars” International Journal Integrated Environmental Assessment and Management
Traiettorie di crescita dell’energia da fonti rinnovabili al 2030 nel settore dei trasporti
Obbligo di immissione in consumo più ambizioso di quello definito nella RED II (da 14% a 21,6%)
Quota dei biocarburanti avanzati pari all’8% al 2030 (più ambizioso del 3,5% previsto dalla RED II), anche grazie al contributo del biometano che avrà un peso del 75% sul totale degli avanzati
Decisa crescita dell’energia elettrica rinnovabile su strada (fino a 380 ktep)
FER NEI TRASPORTI: OBIETTIVI DEL PNIEC
35 33 32 33 32 32 30 31 31 32 31 31 30 29 29 29 28 28 28 28
5% 6%
5% 4% 6%
6% 5%
6% 7%
8% 10%
11% 12%
13% 14%
16% 17%
19%
20%
22%
0,0 %
5,0 %
10, 0%
15, 0%
20, 0%
25, 0%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Consumi finali lordi nei trasporti rilevati (Mtep) - RED IIConsumi finali lordi nei trasporti previsti (Mtep) - RED IIQuota FER-T rilevata (%) - RED IIQuota FER-T prevista (%) - RED II
-
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
ktep
Biocarburanti single counting
Biocarburanti double counting non avanzati
Altri biocarburanti avanzati
Biometano avanzato
Quota FER dell'energia elettrica consumata nei trasporti su rotaia
Quota FER dell'energia elettrica consumata nei trasporti su strada
Principali misure previste per la promozione delle fonti rinnovabili nel settore dei trasporti:
o misure fino al 2022
obbligo di immissione in consumo dei biocarburanti, con premialità per alcune tipologie
obbligo di riduzione delle emissioni GHG dei carburanti (-6%)
incentivi per il biometano e altri biocarburanti avanzati ai fini dell’assolvimento dell’obbligo di miscelazione
o misure 2022-2030
Le norme di recepimento della RED II e di aggiornamento dei decreti di settore interverranno su:
riduzione dei biocarburanti di prima generazione fino a una quota massima intorno al 3%
immissione in consumo dei biocarburanti avanzati, con obiettivo intorno all'8%
incremento fino al 2% dei biocarburanti da oli esausti e grassi animali (allegato IX parte B), con contributo finale pari al 4% (con il doppio conteggio)
raggiungimento di 1,1 miliardi di m3 di biometano avanzato proveniente da FORSU e scarti agricoli
contributo ambizioso dell’idrogeno (intorno all’1% del target FER-trasporti)
MISURE PREVISTE DAL PNIEC PER LE FER NEI TRASPORTI
Alcune misure previste:
Potenziamento delle infrastrutture: Trasporto ferroviario regionale, infrastrutture di ricarica veicoli elettrici e distributori GNC
Rinnovo dei veicoli pubblici adibiti al trasporto persone: finanziamenti bus elettrici e a metano; rinnovo convogli ferroviari; obbligo di acquisto di veicoli a combustibili alternativi per la PA
ORIENTAMENTI PNIEC SUI TRASPORTI ELETTRICI
PNIEC assegna un ruolo di primo piano allo sviluppo della mobilità elettrica combinato con la generazione distribuita da FER, anche al fine di mitigare le criticità previste per il sistema elettrico:
autoconsumo (ad esempio FV + ricarica elettrica)
flessibilità della domanda elettrica (ricariche auto elettriche intelligenti nei picchi diurni)
Target al 2030: 1,6 milioni di BEV + 4,4 milioni di PHEV
Rinnovo dei veicoli privati: incentivi all'acquisto di veicoli efficienti e a minori emissioni; misure regolatorie sul traffico veicoli, revisione fiscalità
Piattaforma Unica Nazionale (PUN) e Piano nazionale infrastrutturale ricarica veicoli elettrici (PNire)
Vehicle to Grid
Comparabilità prezzi ricariche elettriche
RICARICA E INFRASTRUTTURA
METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO NAZIONALE
1. Identificare l’obiettivo prioritario: l’individuazione degli itinerari elettrici per abilitare la percorrenza di tutto il territorio italiano con veicoli elettrici
2. Identificare la soluzione tecnologica più adeguata: high power presso le stazioni di carburante
3. Identificare un percorso di realizzazione:
– Infrastrutturare in primo luogo la rete autostradale
– Infrastrutturare le strade a maggior rilevanza, oltre alla rete autostradale
– Ripartire territorialmente il numero di sistemi di ricarica high power in funzione della previsione*
di diffusione locale di veicoli elettrici
*RSE (Pirovano et al, 2010) scenario nazionale di elettrificazione con distribuzione territoriale dei veicoli elettrici a livello comunale, funzione di diversi parametri, tra cui la disponibilità economica degli abitanti e l’utilità del ricorso a tecnologie pulite (ad es. in presenza di grossi problemi di inquinamento atmosferico)
Metodologia RSE:
1. Identificazione delle strade a maggior percorrenza in Regione Lombardia
– Grafo stradale della regione
– Localizzazione dei centri urbani con più di 30.000 abitanti
– Matrice Origine/Destinazione
– Flussi di traffico ottenuti da rielaborazione della matrice O/D
METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE
2. Identificazione di un criterio di “distanza media” tra sistemi di ricarica sull’asse viario considerato:
– Distanza di circa 30 km, funzionale ad evitare il fenomeno dell’ “ansia da autonomia” anche in caso di fuori servizio di una stazione
3. Identificazione delle localizzazioni puntuali prescelte, favorendo i distributori di carburante esistenti:
– Strumento:
• dati sul numero e localizzazione dei
distributori di carburante
METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE
METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE
Una esempio di pianificazione
IL PUNTO DI VISTA “IMPRENDITORIALE”
Obiettivo: realizzazione un investimento il più possibile remunerativo.
Indicatori analizzati sono:
• numero di passaggi veicolari al giorno: dare priorità a strade con maggiore percorrenza (es. statali ed ex. Statali) e comunque con più di 12.000 passaggi auto/giorno
• quantità (litri/anno) di combustibile erogato dai distributori esistenti. Si suggerisce di dare priorità ai distributori che erogano almeno 2-3 milioni di litri/anno
METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE
Infrastrutturare con adeguata combinazione tra sistemi di ricarica “normal power” (complementari alla ricarica domestica o sostituzione) e “high power” (l’estensione di autonomia del veicolo nel caso di lunghi percorsi).
I sistemi di ricarica high power dovrebbero essere installati anche in ambito urbano, a complemento del servizio offerto dai sistemi normal power.
Per una buona pianificazione occorre identificare l’obiettivo:
• Infrastrutturazione di base: Identificare gli agglomerati urbani f(numero abitanti; reddito; vincoli ambientali; ecc) Identificare le congiungenti stradali (installare ogni 30 km)
• Business della ricarica:
numero di passaggi veicolari al giorno posizione e densità dei distributori di carburante esistenti quantità (litri/anno) di combustibile erogato dai distributori esistenti. (priorità venduto
maggiore 2-3 milioni di litri/anno)
CONCLUSIONI
TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO PUBBLICO LOCALE
27 bus elettrici
120 bus ibridi
2019
80 nuovi tram
40 nuovi filobus
Viene assegnato un contratto
per:
215 bus elettrici
295 bus ibridi
Obiettivo 2022
-6,5mln litri di gasolio all’anno
-16mila tonnellate di CO2 all’anno
80 nuovi filobus
1.200 bus elettrici
4 nuovi depositi full electric
Obiettivo2030
-30mln litri di gasolio all’anno
-75mila tonnellate di CO2 all’anno
3 depositi riconvertiti
Avvio delle forniture di un contratto per:
TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO PUBBLICO LOCALE
Le tappe del piano
• Consegne in Città - più di 10 automezzi elettrici tra di 7 e 14 ton
• Electric Road Systems - Attività di Concessioni Autostrade Lombarde
• Navigazione Acque Interne - Attività di Gestione Governativa Navigazione
Laghi Maggiore, Garda e di Como
TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO MERCI E SULLE ACQUE INTERNE
• Effetti sulla qualità dell’aria: migliora là dove vi è la maggiore necessità
• Effetti climalteranti: 50% del Diesel, 40 % della Benzina
• Scenari PNIEC: l’elettrico è importante, ma più importanti restano i biocombustibili
• Punti Vendita Carburante: sulle autostrade e le strade con maggiore percorrenza a
partire dai distributori che vendono più di 2-3 milioni di litri / anno
• Transizione nel trasporto su gomma: iniziata per il TPL nelle grandi città
• Transizione nel trasporto Merci: qualche mezzo
• Transizione nel TPL nelle acque interne: inizia ora
CONCLUSIONI
Grazie per l’attenzione
Maurizio Delfanti – Amministratore Delegato RSE SpA
IL CONTRIBUTO DI RSE
Progetto pilota V2G – RSE, Enel X, Nissan • 2 auto elettriche
• 2 colonnine bidirezionali 15 kW DC
• Diversi profili di utilizzo
Carica diurna presso la sede di lavoro Carica notturna presso l’abitazione Auto aziendale, più utenti, carica notturna e/o diurna
• Test di Vehicle-to-grid: partecipazione a diversi servizi: primaria, secondaria, bilanciamento (tipo UVAM), regolazione di tensione,…
• Test di Vehicle-to-home: massimo autoconsumo FV in base a reale produzione FV, carico simulato, previsioni produzione e carico, peak-shaving.
IL CONTRIBUTO DI RSE
Elettrificazione della flotta e realizzazione area sperimentale di ricarica
• Attività in corso: elettrificazione completa della flotta
(20 auto in pool/o uso promiscuo) con una combinazione di BEV e PHEV. realizzazione di area sperimentale di ricarica (insieme con CESI)
con colonnine di diversi costruttori
• Obiettivi di ricerca: RSE come «case-study» per altre aziende o PA
gestione dinamica della ricarica, mediante un sistema di controllo; interfacciamento con server di gestione delle colonnine, allo scopo di: limitare/ottimizzare la potenza complessiva di connessione testare fattibilità/volumi per servizi V1G (UVAM)
confronto economico e funzionale della flotta elettrica vs flotta diesel
IL CONTRIBUTO DI RSE
Elettrificazione della flotta e realizzazione area sperimentale di ricarica
• Ricerca di partner tecnologici in corso
http://www.rse-web.it/notizie/RSE-cerca-partner-industriali-per-sperimentazione-innovativa.page
CONCLUSIONI
• I benefici ambientali ed energetici sono chiari, e potenzialmente incrementabili con l’evoluzione del sistema elettro-energetico
• Vi è una forte potenzialità di flessibilità legata al controllo della ricarica (specialmente domestica) smart charging
• L’azione di policy/regolazione/normazione è fondamentale per abilitare al meglio i vantaggi della mobilità elettrica
• La ricerca si pone a servizio di questa transizione, anticipando le problematiche e testando le soluzioni, per supportare decisioni strategiche in tema di mobilità